Zajem in modeliranje sipanja in absorpcije svetlobe omogočata sočasno in povsem deterministično ovrednotenje kemične sestave, faznega deleža in morfologije delcev heterogenih disperznih sistemov, ki so v jedru številnih farmacevtskih proizvodnih procesov. Tovrstne meritve so okolju prijazne, neuničujoče in hitre. V projektu razvita metodologija bi revolucionarno poenostavila uporabo bližnje infrardeče spektroskopije v farmacevtski industriji. Omogočeno bi bilo merjenje kritičnih proizvodnih parametrov, ki vplivajo na kvaliteto farmacevtskih izdelkov, in s tem razvoj večstransko uporabnih orodij procesno analiznih tehnologij nove generacije za snovanje, analizo in vodenje farmacevtskih proizvodnih procesov. Za dosego teh ciljev bo potrebno doseči raziskovalne preboje, ki bodo v središču predlaganega projekta. Projekt obsega teoretične in eksperimentalne naloge, ki bodo vodile k boljšemu razumevanju in modeliranju širjenja svetlobe v kompleksnih sipajočih medijih, kar je poleg za farmacevtske procese zelo pomembno tudi za številna druga prednostna raziskovalna področja, kot so biofotonika, nosljivi sistemi za spremljanje zdravja, daljinsko zaznavanje, merjenje onesnaženost z delci in modeliranje širjenja svetlobe v ozračju, ki pomaga pri napovedih globalnih podnebnih sprememb. Raziskave na vseh naštetih področjih se močno opirajo na verne modele širjenja svetlobe in/ali uporabo takšnih modelov za vrednotenje optičnih lastnosti medija ali povezanih fizikalnih veličin. Za vrednotenje optičnih lastnosti v realnem času pri visoki prostorski, spektralni in časovni ločljivosti, bomo razvili nove, vsestranske in z grafičnimi procesnimi enotami pospešene inverzne modele na podlagi strojnega učenja in konvolucijskih mrež, ki bodo omogočili popolnoma novi vpogled v hitre dinamične procese. Razvili bomo tudi nove metode za bistveno pospešitev Monte Carlo simulacij širjenja svetlobe. Vse nove metode bomo najprej temeljito ovrednotili z optičnimi fantomi, potem pa še z vzorci iz izbranih laboratorijskih farmacevtskih procesov.
